JPH01145272A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は前輪操舵時前輪及び後輪の少なくとも一方を補
助操舵する車両の操舵装置に関するものである。

（従来の技術） ステアリングハンドルにより前輪を操舵するには全車両
がそうであるように、第８図の如くノ１ンドル切り角θ
をステアリングギヤＳに入力し、理論的にはこのステア
リングギヤによりそのギヤ比をＮとするとθＸｉ／Ｎ　
＝δで表される舵角δとなるよう前輪を操舵する。しか
し実際にはステアリング剛性で前輪は同図にΔθで示す
如く切戻され、理論舵角δより小さなδ′だけしか操舵
されない。

この実舵角δ′を与えられた前輪は、履いてるタイヤの
例えば第９図の如き特性ａに基づき実舵角δ′に応じた
コーナリングフォースＦを発生させ、車両を操向するこ
とができる。

ところで、理論舵角δと実舵角δ′との違いを考慮する
に当たっては従来、第９図に示す如く理論舵角δに対応
するスリップ角βＦに応じたコーナリングフォースｔ　
が得られる筈のところ、実舵角δ′に対応するスリップ
角βＩ°に応じたコーナリングフォースＦ？’Ｌか得ら
れないことから、コーナリングパワーがＣ□から等価コ
ーナリングパワーＣｐｂに低下したタイヤ特性すを想定
し、これに基づき前後輪の補助舵角を演算するのが普通
であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしかかる従来の補助舵角演算方式では、例えば第９
図中αで示す如くコーナリングフォースＦをＦｊ　／か
らＦｌへと上昇させたいような前輪補助操舵時、実際に
は前輪補助操舵量（この場合切増量）がタイヤ特性ａに
応じたΔβ１でよいにもかかわらず、タイヤ特性すに応
じたΔβ２を与えられることとなる。この場合補助操舵
量が過大で、コーナリングフォースが大きくなり過ぎて
狙い通りの車両の運動性能を得られない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の事実から前輪の実舵角と理論舵角との差
を等価コーナリングパワーとして見積もる代わりに、等
価ステアリングギヤ比として考慮し、これにより上述の
問題解決を図るもので、ステアリングハンドルの操作に
よりステアリングギヤを介して前輪を操舵する前輪実舵
量間と、ステアリングギヤ比及び制御定数から前輪及び
後輪の少なくとも一方の必要補助舵角を演算するコント
ローラと、該コントローラにより求めた量だけ前輪及び
後輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵手段とを
有する車両の操舵装置において、前記コントローラはス
テアリングハンドルによる前輪実舵量と理論上の前輪操
舵量との差を考慮してステアリングハンドル切り角及び
前輪実舵量間の等価ステアリングギヤ比を設定し、この
等価ステアリングギヤ比を前記ステアリングギヤ比とし
て用いる車両の操舵装置に特徴づけられる。

（作　用） ステアリングハンドルを操作すると、ステアリングギヤ
及び前輪実舵量間を介して前輪が操舵される。

この間コントローラは、ステアリングハンドル切り角に
対する前輪実舵量の比、つまり等価ステアリングギヤ比
を設定し、この等価ステアリングギヤ比及び制御定数か
ら補助舵角を求めて、前輪及び後輪の少なくとも一方を
この舵角だけ補助操舵手段により補助操舵する。

ところでこの補助操舵に当り、コントローラがステアリ
ングギヤのギヤ比でなく、等価ステアリングギヤ比を基
に補助舵角を求めるから、これがステアリングハンドル
による前輪実舵量と理論上の前輪操舵量とのずれを考慮
したものとなり、ステアリングハンドルによる前輪実舵
量に対応したものとなる。従って補助操舵が、狙い通り
の車両の運動性能を達成し得るようなものとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明車両用操舵装置の一実施例で、図中１は
前２輪、２は後２輪、３はステアリングハンドルを夫々
示す。先ず前輪操舵系を説明するに、前輪１のステアリ
ングリンケージ４間をラック５により連結し、このラッ
クにステアリングハンドル３で回転されるピニオン６を
噛合させ、ラック５及びピニオン６をギヤハウジング７
内に収納してステアリングギヤ８を構成する。

かくして、ステアリングハンドル３を操作すると、その
切り角θに応じてピニオン６は回転され、ラック５を長
手方向に移動させて前輪１を対応方向へ対応角度だけ転
舵する。前輪１を補助操舵するためにギヤハウジング７
をゴムブッシニ９により車体１０に支持すると共に、油
圧シリンダ式としたアクチュエータ１１により長手方向
へ変位可能とする。

アクチュエータ１１は第２図に明示するように、ピスト
ンｌｌａ　により区画されてポートＡ、Ｂを持つ室と、
ピストンロッドｌｌｂ　とを有し、ピストンロッドｌｌ
ｂをギヤハウジング７に連結すると共に、シリンダを取
付はロッド１１ｃにより車体１０に連結する。アクチュ
エータ１１は第１図に示す電磁スプールバルブ１２によ
り制御し、このバルブはソレノイド１２ａ、　１２ｂを
有し、これらソレノイドの減勢時図示の中立位置にされ
るスプリングセンタ式スプール１２ｃを具える。バルブ
１２はオイルポンプ１３及びリザーバ１４を接続して具
え、ボー）Ａ’、Ｂ’をアクチュエータ１１のポートＡ
、Ｂに接続する。

ソレノイド１２ａ、　１２ｂは夫々、操舵角センサ１５
及び車速センサ１６の検出値θ（ハンドル切り角）、■
（車速）を受けて作用するコントローラ１７からの電気
信号（目標前輪補助舵角δｒ）に応じ増幅器１８を介し
て選択的に駆動される。バルブ１２がソレノイド１２ａ
の付勢によりスプール１２Ｃを図中左行されると、ポー
トＢ′から油圧を供給してピストンロッドｌｌｂを第２
図中矢印Ｃ方向へ変位させる。この時、ハウジング７は
ゴムブツシュ９の変形を介し第１図中左方に変位され、
前輪１を右方向へ補助操舵する。バルブ１２がソレノイ
ド１２ｂの付勢によりスプール１２ｃを図中右行される
と、ポートＡ′から油圧を供給して前輪１は逆に左方向
へ補助操舵される。そして、これら補助操舵の方向及び
舵角δ、はストロークセンサ１９により検出されてフィ
ードバックされ、補助実舵角δ、が目標値δ、になる時
、増幅器１８は付勢していたソレノイド１２ａ又は１２
ｂを滅勢してスプール１２Ｃを中立位置に保ち、これに
よりアクチュエータ１１をロックして前輪補助舵角δ、
を目標補助舵角δ、に保持するものとする。

次に後輪操舵系を説明するに、後輪２を車輪支持部材２
０により回転自在に支持し、この部材をラジアスロッド
２１により車体１００前後方向に支持すると共に、一対
の平行なうチラルロッド２２．２３により車体１０の横
方向に支持し、部材２０の上方に車体１０まで延在する
ストラット２４を設ける。ストラット２４は第３図に明
示するようにサスペンションスプリング２５を有する。

そして、後輪５のトー角変化（後輪補助操舵）　　−を
行なえるように、一方のラテラルロッド２２の中間部に
油圧シリンダ型としたアクチュエータ２６を介挿する。

アクチュエータ２６は左後輪のものについて示すと第４
図に明示するように、ピストン２６ａにより区画されて
ポートＡ、Ｂを持つ室と、ピストンロッド２６ｂとを有
し、ピストンロッド２６ｂヲ円板２７を介しラテラルロ
ッド２２の外側分割部分２２ａに同軸一体にすると共に
、シリンダをラテラルロッド２２の内側分割部分２２ｂ
に一体結合する。

円板２７の両側に環状ゴムプツシ５２８．２９を配置し
、これらをアクチュエータ２６のシリンダに一体の筒体
３０内へ軸方向に変位しないよう収納する。

ラテラルロッド外側部分２２ａはラテラルロッド２３の
外端と同様、部材２０に植設したピン３１にゴムブツシ
ュ３２を介して連結し、ラテラルロッド内側部分２２ｂ
　もラテラルロッド２３の内端と同様車体１０に植設し
たピン３３にゴムブツシュ３４を介して連結する。

両アクチュエータ２６のポートＡ、Ｂは夫々前述したと
同様な電磁スプールバルブ１２のポートＡ　／。

Ｂ′にクロス配管により接続し、該バルブのソレノイド
１２ａ、　１２ｂを夫々コントローラ１７からの電気信
号（目標後輪補助舵角δ、）に応じ増幅器３５を介して
選択的に駆動する。バルブ１２がソレノイド１２ｂの付
勢によりスプール１２Ｃを図中右行されると、ポートＡ
′から油圧を出力して、左後輪用アクチュエータのＢポ
ート及び右後輪用アクチュエータのＡボートに供給する
。この時左後輪用アクチュエータはゴムブツシュ２９を
圧縮しつつピストンロッド２６ａを第４図中矢印方向に
変位されて収縮し、左後輪を第１図中２点鎖線で示す方
向へ補助操舵し、右後輪用アクチュエータは逆に伸長し
、右後輪を左後輪と同方向へ補助操舵する。バルブ１２
がソレノイド１２ａの付勢によりスプール１２ｃを図中
左行されると、ポートＢ′から左後輪用アクチュエータ
のＡポート及び右後輪用アクチュエータのＢポートに夫
々油圧を供給する。この時右後輪用アクチュエータは収
縮し、右後輪を第１図中２点鎖線で示す方向へ補助操舵
し、左後輪用アクチュエータは伸長して左後輪を右後輪
と同方向に補助操舵する。そして、これら後輪補助操舵
の方向及び実舵角δ、はストロークセンサ３６により検
出されてフィードバックされ、後輪補助舵角δ。

が目標値δ、になる時、増幅器３５は付勢していたソレ
ノイド１２ａ又は１２ｂを滅勢してスプール１２Ｃを中
立位置に保ち、これによりアクチュエータ２６をロック
してδ３＝δ、の状態を保持するものとする。

上記実施例の作用を次に説明する。

ステアリングハンドル３による前輪１の前記した操舵時
、コントローラ１７は第５図の手順に従って目標前後輪
補助舵角δ２．δ１を求める。つまり、人力されている
車速Ｖ及びハンドル切り角θを読込み、先ず車速Ｖから
その関数として設定した前後輪用比例定数Ｋ　ｆ　＊　
　Ｋｒ　＋　　及び前後輪用微分定数Ｔｒ　、Ｔｒを演
算する。

次で、車速Ｖ又はハンドル切り角θ或いはこれら双方か
らこれらに応じて第６図及び第７図の如くに変化する等
価ステアリングギヤ比Ｎ’　　（Ｎは参考までに示した
ステアリングギヤ８のギヤ比）、つまりハンドル切り角
θに対する前輪実舵角の比（理論上はＮであるが実際は
前記切戻しによりＮ′となる）を演算する。

その後、前後輪の目標補助舵角δ１．δ、を夫の演算に
より求め、これらδ２．δ、を夫々増幅器１８．３５に
出力する。

増幅器１８は、目標前輪補助舵角δ、と前輪補助実舵角
むとの偏差に基づき、この偏差を減するようソレノイド
１２ａ又は１２ｂをＯＮする。これにより電磁スプール
バルブ１２は前記の作用によりアクチュエータ１１を介
してギヤハウジング７を対応方向へストロークさせ、前
輪１を補助操舵する。かくてδ、＝δ、になると、増幅
器１８はＯＮシていたソレノイド１２ａ又は１２ｂをＯ
ＦＦ　してスプール１２Ｃを中立位置に戻し、アクチュ
エータ１１のロックによりギヤハウジング７を制御位置
に保ってδＦ＝δ、の状態を保持する。

他方増幅器３５は、目標後輪補助舵角δ、と後輪補助実
舵角δ８との偏差に基づき、この偏差を減するようソレ
ノイド１２ａ又は１２ｂをＯＮする。これにより電磁ス
プールバルブ１２は前記の作用によりアクチュエータ２
６のうち、左後輪用のものを伸長、右後輪用ものを収縮
させて後２輪を左に補助転舵したり、或いはアクチュエ
ータ２６のうち、左後輪用のものを収縮、右後輪用のも
のを伸長させて後２輪を右に補助操舵する。かくて、δ
、＝δ、になると、増幅器３５はＯＮしていたソレノイ
ド１２ａ又は１２ｂをＯＦＦ　してスプール１２Ｃを中
立位置に戻し、アクチュエータ２６のロラクによりδＲ
：δ、の状態を保持する。

ところで、目標前輪補助舵角δ２．δ、を演算するに当
り、前記の通りステアリングギヤ８のギヤ比Ｎの代わり
に、ステアリングハンドルによる前輪実舵量と理論上の
前輪操舵量とのずれを考慮した等価ステアリングギヤ比
Ｎ′を用いるため、補助舵角δｔ（δＦ）、δｒ（δ、
）がステアリングハンドルによる前輪実舵量に正確に対
応したものとなり、補助操舵が狙い通りの車両の運動性
能を達成し得るようなものとなる。

（発明の効果） つまり本発明の操舵装置によれば、ステアリングギヤ比
Ｎに代え等価ステアリングギヤ比Ｎ′を補助舵角の演算
に用いることで、ステアリングハンドルによる前輪の実
舵量に応じた補助操舵を行うこととなり、実際に即した
補助操舵により車両の運動性能を狙い通りのものにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成した車両の操舵装置を例示す
るシステム図、 第２図は同側における前輪補助操舵機構の断面図、 第３図は第１図の■−■線上より矢の方向に見た後輪補
助操舵機構の背面図、 第４図は同機構におけるアクチュエータの断面図、 第５図は第１図における例でコントローラが求めるべき
前後輪目標補助舵角の演算手順を示すフローチャート、 第６図及び第７図は夫々等価ステアリングギ比の特性図
、 第８図はステアリングハンドルによる前輪操舵系の系統
図、 第９図はタイヤ特性図である。 １・・・前輪　　　　　　　２・・・後輪３・・・ステ
アリングハンドル ８・・・ステアリングギヤ １１・・・前輪補助転舵アクチュエータ１２・・・電磁
スプールパルプ １３・・・ポンプ　　　　　　１４・・・リザーバ１５
・・・操舵角センサ　　　１６・・・車速センサ１７・
・・コントローラ　　　１８．３５・・・増幅器１９、
　３６・・・ストロークセンサ ２６・・・後輪補助転舵アクチュエータ特許出願人　　
日産自動車株式会社 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングハンドルの操作によりステアリングギ
   ヤを介して前輪を操舵する前輪操舵手段と、ステアリン
   グギヤ比及び制御定数から前輪及び後輪の少なくとも一
   方の必要補助舵角を演算するコントローラと、該コント
   ローラにより求めた量だけ前輪及び後輪の少なくとも一
   方を補助操舵する補助操舵手段とを有する車両の操舵装
   置において、 前記コントローラはステアリングハンドルによる前輪実
   舵量と理論上の前輪操舵量との差を考慮してステアリン
   グハンドル切り角及び前輪実舵量間の等価ステアリング
   ギヤ比を設定し、この等価ステアリングギヤ比を前記ス
   テアリングギヤ比として用いることを特徴とする車両の
   操舵装置。